2.8. Основы функционального проектирования асу тп

Задачи проектирования.

Проектирование систем представляет собой высокоинтеллектуальное занятие, творчество, требующее применения различных знаний. На процесс и результат проектирования (рис. 2.9) накладываются ограничения, основными из которых являются физические и сроки проектирования. Весьма значимы технический уровень имеющейся вычислительной техники, лабораторного (экспериментальная база) и производственного оборудования, материалов и комплектующих изделий, а также квалификация проектировщиков и производственного персонала.

Рис. 2.9. Ограничения при проектировании систем управления

Сроки проектирования занимают особое место. При современных ускоряющихся темпах научно-технического развития предельное сокращение сроков проектирования становится одним из главных требований. Действительно, при увеличении сроков проектирования новизна и оригинальность решений, используемых в проекте, теряются. Еще не будучи осуществленным, проект может морально устареть и потерять смысл, поэтому быстротечность процесса проектирования - одна из самых главных его характеристик. Идеальный процесс проектирования - от замысла до воплощения. Как следствие изучение и улучшение динамики процесса проектирования становится одной из насущных задач ускорения научно-технического прогресса.

Важнейшей задачей проектирования является разработка и отработка полного комплекта технической и программной документации на систему. Документация должна обеспечить как возможность промышленного качественного изготовления системы, отвечающей заданным требованиям, так я надежную эксплуатацию системы в заданных условиях.

В результате проектирования выпускается большой по объему комплект технической я программной документации. Состав технической документации в нашей стране определяется Единой системой конструкторской документации (ЕСКД). Эта система представляет собой совокупность. государственных стандартов (ГОСТов), определяющих правила выполнения, оформления, обращения и использования технической (конструкторской) документации на всех стадиях разработки, изготовления, эксплуатации и ремонта промышленных изделий. Состав программной документации, правила ее выполнения, оформления и использования регламентируются совокупностью ГОСТов ЕСПД - Единая система программной документации. Техническая документация, создаваемая в процессе проектирования, делится, на следующие категории:

• схемная;

• конструкторская;

• монтажная;

• текстовая;

• тёхнологическая;

• эксплуатационная.

Если схемная, конструкторская, монтажная и текстовая документация является отражением идей и принципов, заложенных в систему управления при ее проектировании, то технологическая документация дает представление о методах и средствах изготовления системы.

Эксплуатационная документация, как правило, включает ,в себя основные документы схемной, конструкторской, программной и текстовой документации и должна обеспечивать правильную, в пределах оговоренных условий, эксплуатацию системы.

Этапы проектирования.

Проектирование систем управления представляет собой сложный, трудоемкий и длительный процесс. Этот процесс укрупненно представлен схемой, показанной на рис. 2.10. Этапы проектирования связаны двусторонними стрелками. Это указывает на то, что этапы могут повторяться. Иными словами, процесс проектирования является итеративным, т. е. повторяющимся.

Рис. 2.10. Основные этапы процесса проектирования систем управления

Приведенная схема предельно упрощена. В действительности процесс проектирования систем является многосвязным. Каждый последующий этап связан с предыдущим обратными связями.

В процессе проектирования неоднократно принимаются решения. Принятие решения является одним из определяющих моментов проектирования систем. Особенно существенно правильное решение на начальных трех этапах, поскольку они в значительной степени определяют качество проекта и разрабатываемой системы. Здесь, как правило, необходимо огромное творческое воображение и изобретательность.

Приведенные на рисунке этапы процесса проектирования обычно группируются в рамках более общих этапов или стадий проектирования систем управления:

• разработка технического задания на проектирование;

• предварительное проектирование;

• эскизное проектирование;

• техническое (рабочее) проектирование;

• серийное изготовление;

• эксплуатация.

Качественная разработка технического задания на проектирование во многом определяет как уровень, так и успешность разработки системы управления.

Предварительное проектирование, проводится с целью определения принципов построения системы, изыскания новых принципов, структур и технических средств, удовлетворяющих техническому заданию. Предварительное проектирование обычно относят к стадии научно-исследовательской работы (НИР).

Эскизное проектирование и последующие этапы - это этапы опытно-конструкторской разработки (ОКР). Результатом эскизного проекта является . детальная проработка возможности создания системы, удовлетворяющей заданным требованиям.

На этапе технического проектирования детально отрабатывают схемные, конструкторские, программные и технологические решения. Следует особенно остановиться на чрезвычайно трудоемком проектировании программного обеспечения (ПО) разрабатываемой системы управления. Обычно создание ПО начинается одновременно с разработкой технической документации и сопутствует всем последующим этапам проектирования. Большие усилия при этом затрачиваются на отладку и доводку ПО, а также на разработку программной документации.

В процессе серийного производства осуществляются окончательная доводка принятых технических решений, программного обеспечения и отработка технологии изготовления с учетом особенностей серийного производства. В процессе эксплуатации проектировщик системы получает информацию, позволяющую внести необходимые изменения с целью доведения параметров системы до заданных.